综合医院手术室净化空调设计

近年来，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，国家医疗卫生事业也发展迅速，新医疗技术对室内环境的要求不断提高。其中，手术室净化空调设计已成为综合医院空调设计中较重要的环节。清洁手术室净化设计的目的是有效防止室外污染物进入室内，降低术后感染率，快速有效地消除室内污染气体，防止细菌扩散。

1、确定室内设计参数

净化空调设计参数的确定与普通舒适空调系统大不相同。在温湿度方面，舒适空调室内温湿度的确定只考虑员工的舒适性要求，而净化空调不仅要考虑舒适性，而且要确保特殊温湿度环境（包括降低静电荷）。

除了温湿度以外，净化空调的设计参数还包括室内外的发尘量和发菌量。室外大气尘计数浓度各地差异很大，较高值为106粒/L。对于高效空气净化系统5级及以下的洁净室，当大气尘浓度为10粒/L当内部变化时，可以忽略对洁净室粉尘浓度的影响。高效空气净化系统的设计应采用大气粉尘浓度M=1O6粒/L。中效空气净化空气系统的清洁度受大气尘浓度的影响很大，因此大气尘浓度的设计应分区确定。

二、净化空调冷热源

净化空调采用设置在裙屋顶的两台多功能风冷热泵机组作为冷热源，制备7/12℃空调冷水同时提供40/45℃空调热水作为净化空调机组的冷源和再热源，达到节能的目的。

多功能风冷热泵单元制冷量681kW，热回收量560kW。净化空调水系统应设置3台空调冷水循环泵（两用一备）和3台空调热水循环泵（两用一备）。净化空调水系统采用变流一级泵系统（热泵机组设置流量运行）。

三、空调水系统

空调水系统采用四种控制方式，同时提供冷水和热水。同时，湿度由冷水线圈除湿和电加湿控制，温度由冷水线圈制冷和热水线圈加热控制。控制模式采用湿度优先控制模式。

四、风系统设计

1、气流组织

净化空调气流组织的主要目的是提供足够的清洁空气，稀释和更换室内污染物，保持室内清洁在允许范围内。

要求送入净化室的清洁气流扩散速度快，气流分布均匀，稀释室内污染源，保持生产环境所需的清洁度，尽量避免或减少气流涡流和死角，缩短室内污染物的停留时间，降低污染物与产品的接触污染物与产品的接触概率：满足室内温湿度和舒适性要求。

合理的气流组织使室内主要工作区域处于洁净空气的上游方向。洁净室气流有两种基本形式，即层流（单向流）和乱流（非单向流）。层流洁净室自净能力强，涡流少，易于保持高级清洁度（100级以上）；随机流动洁净室涡流较多，颗粒在室内停留时间较长，一般用于1万至1万级洁净室。

2、设计送风系统

手术室区域采用一次性回风全空调系统。16个手术室以手术台为中心，在一定范围内为天花板*静压箱孔板送风。根据净化水平，内置高效过滤器数量不同。清洁走廊为安装在天花板上的高效过滤出风口送风。手术室的送风面积为2400mm×1200mm，手术区层流送风，周边区域为湍流送风。

送风由机组送出，微穿L板式消声弯头、防火阀、多叶调节阀、定风阀、镀锌钢板风管送至各静压箱、出风口，然后通过高效过滤器送至房间。手术室一次回风系统原理图如下图1所示。

图1

3、回风系统的设计

手术室均为双侧墙下回风口，下回风口为垂直百叶窗出风口，无灰尘。经过一层初始滤网后，回风口风速小于1.5m/s。顶回风可用于低级辅助房。

回风通过回风口的初始过滤器，然后通过多叶调节阀、防火阀、微穿孔板消声弯头通过镀锌钢板方风管返回机组。

4、设计排气系统

每个净化空调系统分别设置排气系统，排气通过低阻高中效过滤器派出室外。排气管设置风量阀，准确控制风量。新风机组与排气扇连接，通过准确控制房间的新风量和排气量，保持高净化水平的房间相对正压，控制内外气流方向，确保清洁区域不小于相连的非清洁区域10Pa的正压。

同时，新风管和净化空调机组送风管有旁路支路。当净化空调机组停止或值班时，打开旁路支路上的密闭电动阀，以保持房间的正压。

通过控制每个房间的气流组织、新鲜空气量、清洁度、房间温度和湿度以及房间压差，使手术室等洁净度要求房间满足医院的使用要求。

5、设计实例

用手术室计算送风量OR.02室为例：

(1)计算手术室送风量(换气次数20次/)h，手术室净高3m）。

计算送风量L=102.6m3/h×20=2052m3/h

(2)计算手术室排气量。手术室排气量不得小于200m3/h，也不应大于送风量的1/4（513m3/h），同时，保证手术室的维护10Pa正压。手术室的排气量。L=0.1×2052=205.2m3/h。

(3)计算手术室回风量L=2052－205.2=1846.8m3/h。

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空调风系统运行模式

医院清洁手术部空调净化方案采用净化循环空调机组和独立新鲜空气（正压空气）组合系统，新鲜空气系统不仅承担正常新鲜空气量，而且承担手术室的正压空气量，每个手术室都有自己独立的净化循环空调机组，其风量变化不影响手术部门的正压分布。该方案的优点是可以净化每个清洁手术室的空调，保持正压两个功能分离，并将整个清洁手术部门连接在一起。

洁净手术室的运行模式分为冬季和夏季的工作模式、非工作模式和过渡季节的工作模式。对于非工作操作模式的手术室，只有部分净化循环空调机组和新风机组，其他非工作室只输送少量新鲜空气保持正压；在非工作期间，可大大降低温湿度要求，关闭净化空调系统，只输送少量新鲜空气保持正压和无菌状态。

对于处于过渡季节工作运行模式的手术室，利用春秋两季低于或高于室内空气焓的特点，适当增加净化空调系统的新鲜空气量，用新鲜空气替代冷源可以缩短制冷机的运行时间，达到节能效果。虽然过渡季节增加新鲜空气量会增加新鲜空气机组的风机功耗和初中过滤器的负荷，但总体上仍节约能耗和运行成本，是净化空调系统常用的节能措施。手术室排风机采用双速风机，过渡季节高速运行，非过渡季节低速运行。

不同模式下洁净手术室的具体运行方式如下：

图2 手术室排气及正压控制系统

（1）在手术室冬夏工作运行模式下，启动净化循环空调机组风机，打开新风送风主支管上的电动两态阀1（控制冬夏工作态/非工作态）高风速送风，关闭新风分支管上的电动密闭阀2（控制过渡季工作态）；同时，打开回风主管电动密闭阀3和排风主管电动密闭阀4。排风机链启动并按低档风速运行。

(2)手术室非工作运行模式时，关闭净化循环机组风机，打开净化循环风机新风主支管上的电动两态阀1(控制冬夏工作态/非工作态)低风速送风，关闭新风分支管上的电动密闭阀2(控制过渡季工作态)；关闭回风主管电动密闭阀3和排风主管电动密闭阀4，关闭排风机链。

（3）在手术室过渡季节工作模式下，启动净化循环机组风机，关闭新风主支管上的电动两态阀1（控制冬夏工作状态/非工作状态），打开新风分支管上的电动密闭阀2（控制过渡季节工作状态），实现高速送风；关闭回风主管电动密闭阀3，打开排风主管电动密闭阀4，启动排风机连锁，按高档风速运行。

此外，对于正负压手术室的压力控制，设置两台排气扇，根据正负压需要切换排气扇。当正压运行时，启动低风量排气扇；当室内负压运行时，启动高风量排气扇。

五、净化空调设备

净化空调是一种空调工程。它不仅对室内空气的温度、湿度和风速有一定的要求，而且对空气中的粉尘颗粒和细菌浓度有较高的要求。因此，对空调设备和功能部分的要求更加严格。

净化专用循环机组功能段：混合段 表面冷却段 加热段 中高效过滤段 风机段 加湿段 出风段；净化专用新风机组功能段：初始效果、中间效果过滤段 预热段 冷热盘管段 风机段 中高效过滤段 出风段。10万级手术室设置为负载手术室的空调模式。新风机组集中处理新鲜空气，送至各空调机组的混合部分。这样，分散的空气枯萎机组和独立的新鲜空气组合系统可以净化手术室的空调，保持正压两个功能的分离，并将整个清洁手术部门连接在一起。两个系统在手术部门同时运行，以避免系统的不稳定性。

当只有部分手术室在手术部工作时，只需运行部分手术室的独立空调机组和正压送风系统，不仅保证了部分手术室的正常工作，还保证了整个手术部的正常压力分布和定向空气流动。在手术部非工作期间，只运行正压送风系统。保持整个手术部的正压可以大大降低温湿度要求，保持其清洁无菌，使整个清洁手术部的管理灵活方便。为避免空气过滤器积尘对系统风量的影响，每个手术室的送风管道上都设置了风量阀，以保持正常的固定风量运行状态。共用回风机组的手术室在开关控制上同步。

六、结语

在综合医院空调设计中，既要充分考虑我国国情，因地制宜确定空调系统类型和冷热源，又要以人为本，满足不同类型患者的舒适要求，注重空调系统的节能设计。同时，设备制造商还应尽快开发高质量、高效、合理的医院空调专用设备，为患者提供舒适美观的医疗环境，共同促进我国医疗事业的发展。

合理设置洁净室参数、温湿度、压力控制、高效过滤、合理气流组织、节能措施和自动控制系统是洁净手术室设计的重要环节。只有充分考虑这些因素，设计才能更合理、更符合国家规范，更好地满足业主的要求。